工程優(yōu)化設(shè)計(jì)

魏克嫻

（中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450053）

工程優(yōu)化設(shè)計(jì)

魏克嫻

（中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450053）

加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)方案優(yōu)化已成為現(xiàn)代工程建設(shè)開(kāi)展的重要工作，是控制工程成本、提高工程造價(jià)管理的關(guān)鍵。基于此，論述工程優(yōu)化設(shè)計(jì)的影響因素與不足，提出搞好優(yōu)化設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議。

工程設(shè)計(jì)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；成本控制

在工程項(xiàng)目建設(shè)中，建設(shè)單位作為投資主體，在建設(shè)過(guò)程中進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，加強(qiáng)工程成本全過(guò)程管理，有效控制投資具有重要意義。全面的成本控制和管理涉及與工程建設(shè)有關(guān)的各個(gè)要素，涉及工程項(xiàng)目的全過(guò)程，涉及建設(shè)單位、施工單位、設(shè)計(jì)單位、供貨單位多家單位的管理與協(xié)調(diào)。工程成本控制又存在多種不確定性因素，故降低工程項(xiàng)目建設(shè)成本，提高投資效益是建設(shè)單位項(xiàng)目管理的重要目標(biāo)。工程成本的有效控制應(yīng)體現(xiàn)在決策階段和實(shí)施階段。如何進(jìn)行工程優(yōu)化設(shè)計(jì)，現(xiàn)從以下幾方面進(jìn)行分析。

1　優(yōu)化設(shè)計(jì)直接影響投資

工程建設(shè)過(guò)程包括項(xiàng)目決策、項(xiàng)目設(shè)計(jì)和項(xiàng)目實(shí)施3大階段。進(jìn)行投資控制的關(guān)鍵在于決策和設(shè)計(jì)階段，而在項(xiàng)目做出投資決策后，其關(guān)鍵就在于設(shè)計(jì)[1]。

據(jù)研究分析，設(shè)計(jì)費(fèi)一般只相當(dāng)于建設(shè)工程全壽命費(fèi)用的1%以下，但正是這少于1%的費(fèi)用對(duì)投資的影響卻高達(dá)75%以上。

1.1建筑、結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)中，其建筑和結(jié)構(gòu)方案的選擇以及建筑材料的選用對(duì)投資有較大影響，如建筑方案中的平面布置為內(nèi)廊式還是外廊式、進(jìn)深與開(kāi)間的確定、立面形式的選擇、層高與層數(shù)的確定、基礎(chǔ)類型選用以及結(jié)構(gòu)形式選擇等都存在著技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在滿足同樣功能的條件下，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)，可降低工程造價(jià)5%～10%，甚至可達(dá)10%～20%。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在工程質(zhì)量事故的眾多原因中，設(shè)計(jì)責(zé)任多數(shù)占40.1%，居第一位。不少建筑產(chǎn)品由于缺乏優(yōu)化設(shè)計(jì)，而出現(xiàn)功能設(shè)置不合理，影響正常使用；有的設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量差，專業(yè)設(shè)計(jì)之間相互矛盾，造成施工返工、停工的現(xiàn)象，有的造成質(zhì)量缺陷和安全隱患，給國(guó)家和人民帶來(lái)巨大損失，造成投資的極大浪費(fèi)。震驚全國(guó)的寧波大橋事故就是這方面的典型例證。

1.2工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

設(shè)備安裝工程約占工程總投資的20%～50%，建筑物更多考慮設(shè)備因素影響。樓層越多，設(shè)備系統(tǒng)越龐大。設(shè)備的配置應(yīng)充分考慮自然環(huán)境對(duì)能源節(jié)約的有利條件，如果能從建筑產(chǎn)品的整個(gè)壽命周期分析，能源節(jié)約是一筆不小的費(fèi)用。通常在設(shè)備的選用問(wèn)題上，需要盡量選用國(guó)內(nèi)品牌，能降低產(chǎn)品成本，從而降低工程造價(jià)。

2　優(yōu)化設(shè)計(jì)意識(shí)不足

2.1對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)監(jiān)控不力

長(zhǎng)期以來(lái)，形成了一種設(shè)計(jì)對(duì)業(yè)主負(fù)責(zé)，設(shè)計(jì)質(zhì)量由設(shè)計(jì)單位自行把關(guān)的觀念，主管部門對(duì)設(shè)計(jì)成果缺乏必要的考核與評(píng)價(jià)，有的僅靠圖紙會(huì)審來(lái)發(fā)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單問(wèn)題，只有等出現(xiàn)了大的技術(shù)問(wèn)題才來(lái)追究責(zé)任，而方案的經(jīng)濟(jì)性則問(wèn)及更少。另外，對(duì)設(shè)計(jì)市場(chǎng)管理不夠，越級(jí)、無(wú)證、掛靠設(shè)計(jì)時(shí)有發(fā)生，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)質(zhì)量下降。加之由于設(shè)計(jì)工作的特殊性，不同的項(xiàng)目有各自的特點(diǎn)，所以針對(duì)不同項(xiàng)目?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)的成果缺乏明確的定性考核指標(biāo)。

2.2業(yè)主要求優(yōu)化設(shè)計(jì)的意識(shí)不強(qiáng)

目前，業(yè)主往往把投資的控制重心放在施工環(huán)節(jié)上，而對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)重視不夠。其原因如下：①對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)投資影響的重要性認(rèn)識(shí)不夠，只看到搞施工招標(biāo)，投標(biāo)價(jià)要低于標(biāo)底價(jià)、施工單位要讓利等，殊不知設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化會(huì)帶來(lái)更大的節(jié)約。②無(wú)法很好地選擇設(shè)計(jì)單位，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)前業(yè)主不知道誰(shuí)能優(yōu)化到什么程度。有些項(xiàng)目設(shè)計(jì)雖通過(guò)招投標(biāo)，但此時(shí)方案不細(xì)，概算粗略，很難來(lái)綜合評(píng)定。③業(yè)主由于專業(yè)知識(shí)上的限制，對(duì)設(shè)計(jì)方案難以從優(yōu)化的角度提出要求或疑義。④有些業(yè)主經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚擾，項(xiàng)目建設(shè)趕時(shí)髦、求新穎，根本不提優(yōu)化要求。⑤有些業(yè)主自身對(duì)工程應(yīng)具備的功能要求及應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)不明確，隨意性大，要求出圖時(shí)間緊，又壓低設(shè)計(jì)收費(fèi)，從而也影響了優(yōu)化設(shè)計(jì)的開(kāi)展[2]。

2.3優(yōu)化設(shè)計(jì)的開(kāi)展缺乏必要的壓力和動(dòng)力

由于目前的設(shè)計(jì)經(jīng)營(yíng)往往憑的是關(guān)系，缺乏公平競(jìng)爭(zhēng)，所以設(shè)計(jì)單位的重心不在技術(shù)水平的提高上，設(shè)計(jì)只要保證不出大的質(zhì)量問(wèn)題，方案的好壞、造價(jià)的高低關(guān)系不大，使優(yōu)化設(shè)計(jì)失去壓力。由于現(xiàn)在的設(shè)計(jì)收費(fèi)是按面積或按造價(jià)的比例計(jì)取，幾乎與投資的節(jié)約和設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣無(wú)關(guān)，導(dǎo)致對(duì)設(shè)計(jì)方案不認(rèn)真進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，而是追求高標(biāo)準(zhǔn)，或?yàn)楸ｋU(xiǎn)起見(jiàn)，隨意加大安全系數(shù)，造成投資浪費(fèi)。相反，設(shè)計(jì)單位即使花費(fèi)了較多的人力、物力，優(yōu)化了設(shè)計(jì)方案，給業(yè)主節(jié)約了投資，但也不能得到應(yīng)有的報(bào)酬，有時(shí)設(shè)計(jì)費(fèi)反而變少，從而挫傷了優(yōu)化設(shè)計(jì)的積極性。

3　搞好優(yōu)化設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議

3.1主管部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的監(jiān)控

為保證優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，開(kāi)始可由政府主管部門來(lái)強(qiáng)制執(zhí)行，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行全面審查后方可實(shí)施。作為《建設(shè)工程質(zhì)量管理?xiàng)l例》的配套文件之一的《建筑工程施工圖設(shè)計(jì)文件審查暫行辦法》已由建設(shè)部建設(shè)［2000］41號(hào)文頒布施行，其實(shí)施將對(duì)控制設(shè)計(jì)質(zhì)量提供重要保證。但《辦法》規(guī)定的審查主要是針對(duì)設(shè)計(jì)單位的資質(zhì)、設(shè)計(jì)收費(fèi)、建設(shè)手續(xù)、規(guī)范的執(zhí)行情況及新材料新工藝的推廣應(yīng)用等，缺乏對(duì)方案的經(jīng)濟(jì)性及功能合理性方面的審查要求。所以，①建設(shè)主管部門在執(zhí)行《辦法》的同時(shí)，應(yīng)增加人員配備和審查力度，對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行全面審查。②應(yīng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)市場(chǎng)的管理力度，嚴(yán)格通過(guò)資質(zhì)管理、人員注冊(cè)、設(shè)計(jì)招標(biāo)、圖紙審查等環(huán)節(jié)來(lái)規(guī)范設(shè)計(jì)市場(chǎng)，減少黑市設(shè)計(jì)。③利用主管部門的職能，總結(jié)推廣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、公布合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及考核指標(biāo)，為優(yōu)化設(shè)計(jì)的進(jìn)行提供良好服務(wù)。

3.2注意優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的綜合性

通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)控制投資是一個(gè)綜合性問(wèn)題，不能片面強(qiáng)調(diào)節(jié)約投資，要正確處理技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的對(duì)立統(tǒng)一是控制投資的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)中既要反對(duì)片面強(qiáng)調(diào)節(jié)約，忽視技術(shù)上的合理要求，使項(xiàng)目達(dá)不到功能的傾向，又要反對(duì)重視技術(shù)而輕經(jīng)濟(jì)、設(shè)計(jì)保守浪費(fèi)的現(xiàn)象。設(shè)計(jì)人員要用價(jià)值工程的原理來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)方案分析，要以提高價(jià)值為目標(biāo)，以功能分析為核心，以系統(tǒng)觀念為指針，以總體效益為出發(fā)點(diǎn)，從而真正達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)效果[3]。

3.3注重三維技術(shù)的應(yīng)用

三維設(shè)計(jì)軟件通過(guò)建立三維模型，模擬真實(shí)設(shè)計(jì)，使工藝的設(shè)計(jì)工作更準(zhǔn)確、更高效，如確定工藝設(shè)計(jì)中穿樓板的斜溜管預(yù)留洞，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決管路之間碰撞問(wèn)題。在方案設(shè)計(jì)階段，主要的工作是與業(yè)主溝通、商討，確定工藝流程、工藝初步布置和設(shè)備配置等。多數(shù)情況下，業(yè)主往往都是非專業(yè)設(shè)計(jì)者，讀工程圖紙圖能力有限，所以只通過(guò)圖紙和語(yǔ)言的溝通往往會(huì)產(chǎn)生諸多麻煩。如果使用三維設(shè)計(jì)軟件來(lái)設(shè)計(jì)，用三維圖形把抽象的、平面的、分離的設(shè)計(jì)對(duì)象具體化、形象化，通過(guò)“虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)更直觀地把廠房大小，設(shè)備大小及他們之間的位置關(guān)系，甚至加工過(guò)程都淋漓盡致地表現(xiàn)出來(lái)，會(huì)使我們和業(yè)主的溝通暢通無(wú)阻，提高合作的滿意度和成功率[4]。

三維設(shè)計(jì)技術(shù)將現(xiàn)實(shí)虛擬化，形成了圖形與工程數(shù)據(jù)的統(tǒng)一、主觀與客觀的統(tǒng)一、理論與現(xiàn)實(shí)的統(tǒng)一，真正將工廠建到了“紙”上。設(shè)計(jì)人員的主要精力不放在枯煩瑣的三維到二維的轉(zhuǎn)化上，主要考慮如何使方案更合理化；將復(fù)雜的書面提資轉(zhuǎn)化為專業(yè)間模型的提交，實(shí)現(xiàn)專業(yè)間無(wú)縫對(duì)接；設(shè)計(jì)從經(jīng)過(guò)修改后的模型上抽取，保證了設(shè)計(jì)成品的一致性，可以隨意實(shí)現(xiàn)二維出圖，使得出圖質(zhì)量和速度大大提高；三維漫游通過(guò)虛擬的三維空間直觀真實(shí)地展示設(shè)計(jì)方案，通過(guò)碰撞檢查等手段可以提前發(fā)現(xiàn)專業(yè)內(nèi)外的配合問(wèn)題，使施工階段的差錯(cuò)大大減少；通過(guò)模擬吊裝施工等手段可以迅速確定合理的施工方案，同時(shí)大大縮小了設(shè)計(jì)與施工的思維差異。

4　結(jié)語(yǔ)

在工程實(shí)踐中，設(shè)計(jì)考慮不周，不進(jìn)行合理的優(yōu)化往往會(huì)對(duì)工程建設(shè)造成難以挽回的損失和浪費(fèi)，有時(shí)還會(huì)給工程項(xiàng)目的使用帶來(lái)不可彌補(bǔ)的損害，而優(yōu)化設(shè)計(jì)會(huì)給工程價(jià)值增值。在設(shè)計(jì)中布置合理，考慮功能齊全，合理篩選，選擇最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化設(shè)計(jì)可努力尋求投資和費(fèi)用支出的最佳結(jié)合，使項(xiàng)目建設(shè)的全壽命費(fèi)用最低。

[1]閻長(zhǎng)俊，梁冒鈺，Mat thew Fletcher.淺工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)/建造模式[J].沈陽(yáng)建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2001，17（3）：229-231.

[2]江 輝.淺談工程優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].大科技，2012，16（19）：281.

[3]趙建京.從管道設(shè)計(jì)看EPC總承包項(xiàng)目的設(shè)計(jì)控制與管理[J].石油化工設(shè)計(jì)，2005，22（2）：22-24.

[4]劉 剛.淺談國(guó)際工程優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].湖北電力，2011，35（5）：75-76.

Engineering Optimization Design

Wei Kexian
（COFCO Engineering & Technology (Zhengzhou) Co. Ltd., Zhengzhou 450053, China）

Strengthening engineering design optimization has become an important work of modern engineering construction, which is the key to control the engineering cost and improve the management of engineering cost. Based on this, this paper discussed the influence factors and problems of engineering optimization design, and put forward some suggestions for optimizing design.

Engineering design; Design optimization; Cost control

TB21

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.18.004

魏克嫻（1985-），工程師；主要研究方向?yàn)榧Z食工程。